某重型燃气轮机燃烧室燃烧性能的数值模拟

对某重型燃气轮机的燃烧室分成火焰筒头部、全尺寸火焰筒、过渡段三部分进行了热态的数值模拟研究。对火焰筒头部采用轴向旋流器、不等间距喷燃孔等结构的燃烧室进行计算,得到了燃烧室的三维流场分布及温度分布。研究了旋流器安装角变化对燃烧性能的影响。计算结果很好地反映该重型燃气轮机燃烧室燃烧流动特点,为重型燃气轮机燃烧室的设计开发提供了重要参考。     

某重型燃气轮机环形燃烧室的数值模拟

完成了环形燃烧室从扩压器、旋流器到火焰简完整真实几何结构的建模,并进行三维数值模拟.数值计算采用有限速率/涡团耗散湍流燃烧模型、Realizable k-ε湍流模型、SIMPLE压力速度耦合算法以及二阶精度迎风差值格式.分析了不同负荷对流星分配、出口温度、燃烧效率、压力损失以及污染物排放的影响.在对比现场实测结果后发现...     

某重型燃气轮机燃烧室的性能试验与调试

在中国一航涡轮院高压试验台上,对中国第一台具有自主知识产权的某重型燃气轮机(E级)燃烧室进行了燃用天然气的性能试验与调试,着重于燃烧室出口温度场试验与调试以及污染物排放含量试验.结果表明:设计工况下燃烧室出口周向温度分布系数为0.30,径向温度分布系数为0.13,排放污染物含量(NOx)为 204 mg/m3,这些指标均超出设计要求.通过调整火焰筒掺混孔尺寸,增加预混燃烧比例,使周向温度分布系数降为0.20,达到设计要求,并使径向温度分布系数降为0.10,接近设计要求.此外,还从理论上分析了燃烧室排放超标的原因及改进方向.     

重型燃气轮机透平第一级动叶气膜冷却特性数值模拟研究

采用Realizable k-ε湍流模型,并结合Simple算法和有限体积法对三维定常不可压缩N-S方程进行离散,对某重型燃气轮机透平第一级动叶在不同吹风比和主流湍流度条件下的气膜冷却效率进行了数值模拟。结果表明:气膜冷却能够有效地降低叶片表面的温度,但叶片前缘吹风比的改变对冷却效果的影响不是很大,在前缘滞止线两侧仍然存在较大的高温区;在压力面侧和吸力面侧,随着吹风比的增大,沿叶片展向平均冷却效率分布都得到了提高;低吹风比时,吸力面靠前缘区域孔排中的冷却孔保持单孔冷却特点,孔间区域冷却效果较差;主流湍流度对气膜冷却效果产生了明显的影响,但影响趋势因不同吹风比而各不相同,其对冷却射流的影响主要集中在气膜孔下游扩散上。     

某重型燃气轮机喷嘴组流量特性试验研究

概述了在研的某重型燃气轮机喷嘴组油路的流量特性试验研究结果.通过构件及喷嘴组试验,确定了喷嘴组各流道尺寸,获得了喷嘴组Ⅰ、Ⅱ路共同供油时流量相互干扰的定量关系,获得了由于焊接等因素导致流量减小的定量关系.以试验数据为依据的喷嘴组通过了单管燃烧试验,各项指标均达设计标准.证明了该试验设备及试验方法的实用性、可行性和可靠性,试验数据为该喷嘴组的设计改型提供了可靠的依据.     

某重型燃气轮机双燃料喷嘴组流量特性试验研究

讨论了某重型燃气轮机DLN燃烧室双燃料喷嘴组气体燃料冷态流量试验研究结果.应用自行研制的SH-1气体流量试验器准确测量了喷嘴组各路供气量,依据试验结果修正喷嘴组设计尺寸,实现设计要求.流量试验结果表明复杂流道结构设计仍需依赖试验修正,组件焊接工艺对流量影响较大.单管燃烧试验结果表明,通过冷态试验,喷嘴组各工况流量均达到设计要求,保证燃烧室高效稳定的燃烧,但燃料预混均匀性较差,不能满足低Nox排放要求,是后续改进目标.     

某型燃气轮机油封漏油和结焦问题分析和处理

在重型燃气轮机的透平排气端,轴承座通常与高温排气道以及轴封处于紧邻位置。高温排气道的金属壁面温度和轴封密封气的温度通常都较高,某些情况下可能会导致轴承座油封出现问题。以某型燃气轮机在电厂运行时发生油封漏油和结焦问题为案例,介绍故障现象和检查结果,对故障原因进行分析,提出更换轴封、采取强制通风冷却和增大油封排油通道面积等解决方案。现场实际情况显示,解决方案的实施效果良好。     

某型燃气轮机燃烧室性能数值模拟

应用CFD方法对航改QD128燃气轮机燃烧室性能进行了数值模拟。模拟结果表明:燃烧室流量分配设计基本合理,燃烧室内流场分布符合设计规律;燃烧室出口平均温度为1 298K,热点温度1 486K,径向温度分布曲线符合设计要求,OTDF=0.280,RTDF=0.086,略高于航机水平。模拟结果丰富了QD128燃机性能指标,为该机的运行、改进提供了可靠的参考依据。     

某重型燃气轮机环型燃烧室的数值模拟

参考现有某重型燃气轮机环型燃烧室,运用FLUENT软件对其喷嘴结构及燃烧室部分进行三维数据模拟及分析,通过数值模拟分析燃烧过程速度、压力、温度等变量的分布规律,以及对燃烧室不同截面的流场分布规律的分析,特别是对主要区域各关键截面的流场分析,从而判断出燃烧室设计的合理性,为进一步优化燃烧室的结构设计、改善流场结构奠定基础.     

某重型燃气轮机燃烧室冲击冷却特性研究

冲击冷却具有较高换热系数,在燃气轮机燃烧室得到重要应用。通过流固耦合传热(Coupled Heat Transfer,CHT)计算方法研究了冲击冷却孔排列方式、冲击高度与冷却孔径之比Z_n/D和初始横流对某重型燃机燃烧室火焰筒冲击冷却特性的影响。得到如下结论:三者对冲击换热效率均有显著影响,其中Z_n/D=3.7时,直列阵列相邻列之间的横流更规则,冷却效果优于错排阵列;当Z_n/D在2.0～6.0范围内时,随着Z_n/D的增大,冷却效率呈现先增大后减小的趋势,存在一个最佳换热范围2.7≤Z_n/D≤4.6,此时射流冷却与对流冷却匹配合理,冷却效率较高;初始横流对冲击冷却性能有很大削弱作用,应在设计时尽量避免。     

重型燃气轮机分段线性化状态空间模型的建立

基于西门子V64.3重型燃气轮机非线性动态模型,建立了该重型燃机的分段线性化状态空间模型。介绍了重型燃机模型的线性化方法,对燃机不同功率稳态工作点进行线性化,得到该工况下的燃机状态空间模型,选取燃机功率为参数建立燃机分段线性化状态空间模型。通过对重型燃机稳态工作点小扰动和加载过程的线性化模型和非线性模型仿真结果对比,表明了本文所建立的分段线性化状态空间模型的准确性。     

加速推进重型燃气轮机核心技术研究开发和国产化

综述了中国重型燃气轮机工业的发展历史和现状,简述了国际上重型燃气轮机技术发展现状及发展趋势,简要说明了当代燃气轮机和未来级燃气轮机的主要技术参数,概述了重型燃气轮机最新研究进展和发展趋势,并指出燃气轮机是21世纪能源高效转化与洁净利用的核心动力装备,最终将发展为以燃氢燃气轮机为核心动力装备的近零排放煤基能源系统和二氧化碳捕获埋存系统.我国一次能源以煤为主,未来天然气供应将持续增加,因此加速重型燃气轮机核心技术的自主研究开发和产业化对我国有重要的战略意义.     

重型燃气轮机DLN燃烧室环形区的优化

为了研究一种引进的燃气轮机干式低污染燃烧室性能并探索其设计方法,采用数值方法计算了该燃烧室环形区的流场和温度场,发现环形区存在燃烧效率低、污染物生成高等不足之处．对可能的设计思路进行了分析,并进一步提出两种结构改进方案,数值计算表明,改进方案可显著提高燃烧效率并降低污染物生成．     

重型燃气轮机技术进展分析

介绍国外重型燃气轮机技术的最新进展,总结我国十年来燃气轮机技术研发开展的工作及取得的进展。从基础研究、设计、制造技术等方面分析国内外重型燃气轮机技术的差距。对如何发展我国的重型燃气轮机技术提出建议。     

燃气涡轮机导片与转子叶片交互作用的非定常流场数值模拟

采用ICEM-CFD软件建构O-H网格系统,分别模拟两种不同的涡轮导片及转子叶片间隙在转动效应下流场结构.模拟的数据与实验值做比较后,发现本研究在涡轮导片及转子叶片流场预测上,已能有效预测流场的边界层流、分离流的发展以及导角叶片与转子叶片间的多震波的流场现象,另外亦能针对涡轮叶片压力总损失及轮机效率加以分析,为涡轮机的改进设计和优化提供了理论依据.     

大型燃气轮机透平第一级静叶表面温度分布的计算方法

利用附加源项法计算叶片外表面换热系数及温度分布,编制叶片内部冷却计算程序及壁面导热程序,应用该程序计算了某大型燃气轮机第一级静叶表面温度分布,对燃气涡轮叶片先进的内外部冷却系统设计方法的消化吸收奠定了基础。     

燃气透平第一级叶片燃气侧的流动与换热特性研究

对某重型燃气轮机透平第一级叶栅通道内无气膜冷却下的三维黏性流动与传热特性进行了数值模拟,对比了不同来流湍流度对叶片燃气侧流动与换热特性的影响,分析了静叶非定常尾迹对动叶换热特性的影响.结果表明:来流湍流度对静叶表面的换热特性有明显的影响,但对动叶表面换热特性的影响很小;静叶尾迹对动叶表面的换热特性影响较大.     

某型燃气轮机燃烧室燃烧流场数值研究

燃气轮机燃烧室的燃烧特性受到旋流强度、雾化特性等因素的强烈影响,旋流强度和雾化特性分析对燃烧室的设计和优化具有非常重要的作用。对燃气轮机燃烧室的燃烧流场,应用商用程序FLUENT进行了数值模拟,并分析了空气过量系数α和燃油雾化粒径对燃烧室内燃烧特性的影响。模拟结果表明,控制空气过量系数和燃油雾化粒径对提高燃烧室工作性能和降低污染物排放具有重要意义。